第9章 眼睛和目视光学系统.pptVIP

* 第9章 眼睛和目视光学系统 §9－1 眼睛的光学特性 一?、 眼睛的构造 图9.1 人眼的构造 ?????????????????????????????????????????????????????????? 睫狀肌 晶狀體 角膜 瞳孔 結膜 水狀液 虹膜 玻璃狀液 視神經 盲點 黃點 視網膜 脈絡膜 鞏膜 ?????????????????????????????????????????????????????????? 睫狀肌 晶狀體 角膜 瞳孔 結膜 水狀液 虹膜 玻璃狀液 視神經 盲點 黃點 視網膜 脈絡膜 鞏膜 1.巩膜：它是一层坚韧不透明的膜层，与角膜组成了封 闭的容器。 2.角膜：位于巩膜前部，是眼睛巩膜中仅有的透明的部 分，外界的光是从角膜进入眼睛的，其厚度约 为0.55mm，折射率为1.3771。 3.前室：其中充满了折射率为1.3374的透明水状液，前室 深度约为3.05mm。 4.水晶体：它被透明的胶囊包裹着，形如一个双凸透镜， 前表面的曲率半径约为10.2mm，后表面约为6mm。 它是完全透明的，但光学性质并不均匀，各层具 有不同的折射率，外层低约为1.373，内层高约为 1.42。借助于水晶体周围睫状肌的作用可以使水 晶体的曲率发生变化，从而改变水晶体的光焦 度，使不同位置的物体成像于网膜上。 5.虹膜： 紧贴着水晶体的前表面，中心部分有圆孔，这 就是眼睛的瞳孔，它会根据外界观察物体发光 的强弱本能的在2mm～8mm范围内自动调节以控 制进入眼睛的光能量。 6.后室： 其中充满了透明的折射率为1.336的液体称为 玻璃体。 7.视网膜：后室的内壁与玻璃液接触的是网膜。它是眼睛 感受光刺激的部分，具有十分复杂的构造，它 共有十层，其中第九层是感光层，由光敏杆状 和锥状细胞组成。杆状细胞直径约为2～ 4μm，锥状细胞直径约为1.5～5μm之间。 8.脉络膜：网膜外面包围着一层黑色膜，它吸收透过网膜 的光线，使后室成为一个暗室。 9.盲斑： 位于视神经进入眼内腔的网膜上，是无感光细 胞、无视觉的感光盲区，呈椭圆形1.4mm～ 2.7mm的区域。我们通常感觉不到盲斑的存在是 因为眼球在眼窝内一刻不停的转动的缘故。 10.黄斑：网膜上视觉最敏感的区域,其水平方向1mm，垂 直方向0.8mm。 11.中心凹：在黄斑中心有一椭圆形的凹陷区。大约为 0.3mm，垂直方向约为0.2mm，在中心凹区域 密集着大量的锥状细胞，是网膜中对光感应最 灵敏的区域。当人们要“注视”某物体时会本能 的通过眼球的转动使其成像在中心凹上。 12.视轴：眼睛的像方节点和中心凹的连线为视轴。眼睛 的视场可达 150°，但是只能在视轴周围5°左 右清晰的识别物体。其他部分是比较模糊的， 我们常称为眼睛的“余光”。 实际上物体在网膜上成倒像，但习惯后成自然，“倒”的就是“正”的了。 上面简要介绍了眼睛的构造，从光学角度看，眼睛最主要集中的是三样东西：水晶体、网膜和瞳孔。眼睛和照相机很相似，如果对应起来看， 人眼 —— 照相机 水晶体 —— 镜头 网膜 —— 底片 瞳孔 —— 光阑 人眼相当于一架照相机，但它不是普通的照相机，它可以自动对目标进行调焦，可以根据景物的亮暗自动调节进入光的能量，因此，人眼是最高级的超级照相机。 为了近似计算的方便，可以把人眼简化成一个折射面组成的系统来代替实际的眼睛。以下列出常用的高尔斯特兰简化眼的参数 介质折射率： 4/3=1.33 折射面曲率半径：5.7mm 物方焦距： -17.1mm 像方焦距： 22.8mm 光焦度： 58.48折光度 视网膜曲率半径：9.7mm 人眼在50勒克司照度照明下最适合、最习惯的工作距离为明视距离，对于正常眼为250mm，记为D。双